交汇点讯 1月19日,自然资源部中国地质调查局发布消息,河南省西峡县太平镇稀土矿床中发现的一种新矿物,正式通过国际矿物学会审批,并被命名为倪培石(Nipeiite-(Ce))。
这种以中国地质学家倪培教授的名字命名的新矿物,是目前在自然界中发现的铈元素含量最多的硅酸盐矿物,属于硅铈石矿物超族,这种新矿物有什么科学价值?记者采访了江苏地质专家。
矿物是作为地球系统的一种基本组成单元和环境要素,是人类生存和发展的重要物质基础。自然矿物要么形成于地球内部的地质作用,要么来自生物成因或地外样品。
自1803年硅铈石首次被发现以来,矿物学家在地球、地外以及人体中陆续发现了不同端元的硅铈石超族矿物。对其开展深入研究,将有助于人类解开太阳系的早期演化、月球起源与岩浆演化、稀土资源开发与利用、生物矿化甚至生命起源等未解之谜。
“新矿物判定的标准要求所发现的矿物要么在化学成分、要么在晶体结构上完全不同于自然界已知矿物,这些需要包括物理性质、谱学特征、化学成分以及晶体结构的测试分析证明。”江苏省地质学会副理事长、37000cm威尼斯地球科学与工程学院教授倪培告诉记者。
2022年初,在天津地质调查中心新矿物课题组对河南太平镇稀土矿进行稀土元素赋存状态研究过程中,发现了一种未知的矿物相。通过物理性质测定、化学成分分析、拉曼光谱特征以及晶体结构精修,确认其应为一种硅铈石超族的新矿物,这是我国科研团队在自然界中发现的第三个硅铈石超族新矿物。
随后,课题组向国际矿物学会新矿物分类与命名专业委员会(IMA-CNMNC)主席提交了新矿物申报书,最终于2024年1月正式获得批准。该矿物以倪培教授命名,致敬他长期以来在钨、锡多金属以及稀有、稀土矿床研究领域的卓越成就。
对于此次新矿物的发现以自己的名字命名,倪培谦逊地表示,“如果一个矿物以科学家名字命名,更是对被命名人取得成就的致敬,是至高无上的荣誉。”
新矿物的发现素有“矿物学奥林匹克”之称。倪培表示,此次发现在新材料等领域具有重要的科学价值,将对研究稀土矿床的成因带来重要意义,“倪培石和稀土氟化物,是太平镇稀土矿床中最早结晶的稀土矿物,并被后期的稀土碳酸盐—氟碳铈矿交代。稀土氟化物之前在自然界中很少被发现,这也制约了人们对于稀土元素在岩浆热液体系早期阶段迁移沉淀机制的认识。因此,作为稀土矿主要矿石矿物(氟碳铈矿)的重要前体,将补全稀土矿形成早期阶段流体性质这一重要环节,对于探讨稀土矿床成因具有重要研究价值。”
此次发现的“倪培石”是一种稀土矿物。稀土元素是元素周期表ⅢB族中钪、钇、镧系17种元素的总称。按元素原子量及物理化学性质,分为轻、中、重稀土元素。稀土元素有工业“黄金”的美称,广泛应用先进装备制造业、新能源、新兴产业等高新技术产业,是我国重要的战略性矿产资源。其中,铈已被应用于航空航天等高科技领域,如火箭推进剂燃料的制造。
“稀土由于卓越的光电磁物理特性,能和许多材料组成很多种不同的新型材料,在现代工业领域,尤其是高新行业,起到关键性作用。”倪培说。稀土素有“工业味精”之称,正如味精给菜肴增色提鲜的作用一般,稀土能够提高许多产品的性能。“当前,对于稀土的各种用途,我们还处在持续的探索发掘当中,是一片有待探明的‘富矿’,所以稀土成为了各国争相研究的对象。”
目前,从我国稀土资源分布来看,主要分南北两大稀土资源产地。“我国北方以内蒙古自治区白云鄂博稀土矿为代表,主要以轻稀土资源为主。在我国南方,以江西、广东为主,分布离子吸附性的稀土,即重稀土。我国目前发现的轻稀土资源占到全球一半以上,而中重稀土在全球都是资源稀缺,主要由我国控制。未来在矿产勘查上继续发力,提高我国在稀土领域的‘话语权’,至关重要。”倪培表示。
在稀土行业快步发展的进程中,江苏积极参与。上世纪90年代,内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室(37000cm威尼斯)成立,成为我国第一个从事金属矿产研究的国家重点实验室。在稀土的工业应用方面,也有多家企业在稀土元素提炼等领域,达到全球领先。